JPH05216017A - 液晶表示パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】物体の表面形状にそって実装可能なシート状の
フレキシブル液晶パネルを提供する。 【構成】プラスチック等のフィルム状基板１，５に、フ
レキシブルで固体状の高分子分散形液晶層３を挟んで液
晶パネル１０を形成する。 【効果】シート状でフレキシブルで割れない大形の液晶
パネルが可能となり、曲面状の物体表面に沿って実装で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネルに係
り、特に可撓性のシート形態を有するフレキシブル液晶
表示パネルに関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示パネルは、薄型，低電力の平面
表示デバイスとして各種の電子装置あるいは様々な機器
の表示手段に広く使用されている。この種の液晶表示パ
ネルは、液晶が流動性の液体物質であるためにリジッド
な基板で挟むことにより、表示領域全域にわたって一様
な層厚を保持するようにしている。

【０００３】図６は従来技術による液晶表示パネルの概
略を示す斜視図であって、０１０は反射型液晶パネル、
０９は表示パターンである。同図は数字「８」を表示す
る固定パターンの表示用液晶表示パネルを例として示し
ている。図７は従来技術による一般的な反射形液晶表示
装置の構造例を説明するための図６のＡ−Ａ線で切断し
た断面図であって、０１は下基板、０２は下電極、０３
は液晶層、０４は上電極、０５は上基板である。なお、
０６は必要により設置される反射板であり、アルミニウ
ム薄板等の板、あるいはこのような板状反射板に替えて
下基板０１の外面に反射材を被着したものを用いてもよ
い。また、このような液晶表示素子では、その液晶分子
を規則的に配列するための配向膜や、その配向膜の光吸
収軸に対応した偏光板を設けて反射パターンを視認する
ようにしているが、図示は省略した。

【０００４】同図において、下基板０１，上基板０５は
ガラスあるいは厚手の透明樹脂板等からなる透明板で構
成され、これら下基板０１，上基板０５の表面にインジ
ウム−チタン−オキサイド（ＩＴＯ）等の導電性薄膜を
被着してなる下電極０２，上電極０４，０４が形成され
ている。上記上電極０４あるいは下電極０２の少なくと
も一方を表示パターンに対応した形状とするか、あるい
は上基板０５上に表示パターンに対応した開口をもつパ
ターン板あるいはパターン層を設けることで所望のパタ
ーン表示を行うようにしている。

【０００５】上記電極０２，０４をそれぞれ形成した下
基板０１，上基板０５との間には、ツイスト・ネマチッ
ク：ＴＮ、スーパーツイスト・ネマチック：ＳＴＮ等か
らなる流動性の液晶層０３が挟まれ、エポキシ樹脂など
のシール材０７で封止されている。そして、この流動性
液晶層の厚みを表示領域にわたって一様に保つ必要か
ら、下基板０１と上基板０５は撓みのないリジッドな透
明材料を使用する。

【０００６】また、上記した流動性の液晶層に替えて、
高分子材料の中に液晶を分散させた高分子分散形液晶表
示素子を用いた液晶表示装置が知られている。この種の
液晶表示素子は、高分子材料で液晶を包んだ微細なカプ
セルからなる高分子分散形液晶薄膜（通常、厚さ５〜１
５μｍ程度）を透明電極で挟み、該電極間に電圧を加え
ないオフ状態では光を散乱（または吸収）して不透明で
あるが、適当な大きさの電圧を印加したオン状態では透
明になる特性をもつ。

【０００７】この高分子分散形液晶表示素子の特性を利
用することにより、液晶表示装置を実現することができ
る。そして、この高分子分散形液晶表示素子は、従来か
らの流動性液晶を用いた液晶表示素子と比較して、偏光
板が不要であるために視覚が広く明るい表示を得ること
ができると共に、液晶分子を規則的に配列させる必要が
ないために配向膜が不要であるなどの特長を持つ。この
ような高分子分散形液晶表示素子とこれを用いた液晶表
示装置に関する技術は既に公知であり、例えば米国特許
明細書第４，４３５，０４７号に開示されている。

【０００８】図８は従来技術による高分子分散形反射形
液晶表示装置の構造例を説明するための図６のＡ−Ａ線
で切断した断面図であって、０１は下基板、０２は下電
極、０３は液晶層、０４は上電極、０５は上基板、０６
は反射板である。同図において、下基板０１，上基板０
５はガラスあるいはＰＥＴ，ＰＥＳあるいはポリカーボ
ネート等のプラスチック板からなるリジッドな透明板で
構成され、これら下基板０１，上基板０５の表面にイン
ジウム−チタン−オキサイド（ＩＴＯ）薄膜等の透明導
電薄膜を被着してなる下電極０２，上電極０４が形成さ
れている。この下電極０２，上電極０４の少なくとも一
方は表示するパターン０９に対応する形状を有してい
る。なお、前記一般的な液晶表示パネルと同様に下基板
の外面にアルミニウム薄板等の反射板０６、あるいは下
基板０１の外面に反射材を被着したものを設けてもよ
い。

【０００９】上記下基板０１と上基板０５との間には、
高分子材料で液晶を包んだ微細なカプセルからなる高分
子分散形液晶薄膜０３が挟まれている。高分子分散形液
晶表示素子は、前記したように偏光板が不要であるので
明るい表示が得られるという特徴を有する。このため、
バックライト等の照明を用いずに、消費電力を小さく
し、薄くできる、反射型素子として実現するのが一般的
であり、望ましい。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記図７に示したよう
な従来の液晶パネルは、下基板０１と上基板０５に、ガ
ラス板などのリジッドな板体を用い、表示特性に重要な
影響を与える液晶層０３の厚さすなわち下基板０１と上
基板０５の間隙ｇを一定値に保持することが必須要件と
なっている。

【００１１】このため、この種の液晶表示パネルには次
のような問題点が常につきまとっていた。 （１）下基板０１と上基板０５は、外部応力に対しても
間隙ｇを一定値に保つ必要性から、基板厚をあまり薄く
できず（通常１．１ｍｍ又は０．７ｍｍ以上）、シート
状に薄くすることができない。 （２）平面状のパネル形態しかとれず、曲げ等の非平面
状態とすることができず、常にリジッドな状態を維持す
る必要がある。 （３）外部から衝撃が加わると、割れが発生したりして
壊れ易い。 （４）大きな面積の表示パネルを作ろうとしても、基板
の自重によるたわみでｇを一定値に保つことができなく
なり、パネルサイズの上限は、２０〜４０インチ程度と
なる。 さらに、上記した各液晶表示パネルはパネル自体を曲面
に変形できないことから、この液晶表示パネルを曲面を
もつ対称物に実装するには何らかの補助手段を容易する
必要がある。

【００１２】図９は円筒状表面をもつ物体への従来の液
晶表示パネルの実装状態を示す斜視図であって、従来の
リジッドな基板からなる液晶表示パネル０１０を曲面を
もつ物体０１３の当該曲面（ここでは円筒面）０１２に
実装する場合は、一面側に前記曲面に一致する形状を有
する取り付け補助部品０１４を介して当該曲面０１２に
液晶表示パネル０１０を実装している。

【００１３】この様な取り付け構造では、液晶表示パネ
ルが突出しているために、外部からの衝撃力が誤って加
わり易く、これによるガラス基板の割れ発生の可能性が
高い。本発明の目的は、上記した従来技術の問題点を解
消し、平面形状に限らず、自由な曲面形状でパターン表
示が可能で、曲面をもつ物体にも実装が容易で、かつ大
面積の表示パネルを構成できるフレキシブル液晶パネル
を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明による液晶パネルは、後述するように、液
晶層に前記図８で説明したような高分子分散形液晶を用
いて反射型液晶表示パネルを構成したとを特徴とする。
この高分子分散形液晶は、前記したように、高分子材料
の中に液晶を分散させたものであり、高分子分散形液晶
薄膜（通常５〜１５μｍ程度）を透明電極パタンで挟
み、電極間に電圧を加えないとき（オフ状態）は光を散
乱（又は吸収して）不透明であるが、適当な大きさの電
圧を印加すると（オン状態になると）透明になるという
特性を利用することにより表示素子を実現し、液晶層自
体が固体状態を保持することから、当該液晶層をフレキ
シブルな透明シートからなる基板に被着することで、自
由な曲面形状でパターン表示を可能とすると共に、大面
積の液晶表示パネルを構成可能としたものである。

【００１５】すなわち、本発明は、液晶層を透明基板で
挟持してなる液晶表示パネルにおいて、前記液晶層を高
分子分散形固体状液晶で構成すると共に、前記透明基板
をフレキシブルなフィルム状の透明基板としたことを特
徴とする。また、本発明は、液晶層を高分子分散形固体
状液晶で構成すると共に、前記高分子分散形固体状液晶
層をフレキシブルなフィルム状透明基板で挟持してな
り、曲面状を有する物体の表面形状に沿って前記フィル
ム状透明基板の一方を前記物体表面に装着したことを特
徴とする。

【００１６】さらに、本発明は、液晶層を高分子分散形
固体状液晶で構成すると共に、前記高分子分散形固体状
液晶層をフレキシブルなフィルム状透明基板で挟持して
なり、前記フィルム状透明基板の一方を透明なタッチパ
ネルシートと重ね合わせて組み合わせ情報入出力装置と
したことを特徴とする。

【００１７】

【作用】液晶層がフレキシブルな固体状であるために、
上下基板をフレキシブルなプラスチックフィルム等で構
成することが可能となる。上下基板をフレキシブルフィ
ルムで形成しても、液晶層が固体状であるために、上下
基板間の間隙を一定に保つことができる。

【００１８】この結果、基板がシート状に薄くでき、フ
レキシブルに曲げたりでき、ガラスのように割れること
もなく、かつ軽くて大型のパネルの実現が容易に可能と
なる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。図１は本発明による液晶パネルの構成例を
説明する断面図であって、１は下基板を構成するフレキ
シブルフィルム状の透明プラステックシート、２は下基
板１に形成した下電極、３は高分子分散形液晶層、４は
上基板５に形成した上電極、５は上基板を構成するフレ
キシブルフィルム状の透明プラステックシートである。
なお、下電極２と上電極４は前記従来技術と同様のイン
ジウム−チタン−オキサイド（ＩＴＯ）等の導電性薄膜
からなる。

【００２０】同図において、高分子分散形液晶層３は、
ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などからなる高分子バ
インダー３１中に多数の液晶小滴３２を分散したフレキ
シブルな固体状の形態をとる。同図に示した構成の液晶
表示素子１０は、下基板と上基板を構成するフレキシブ
ルフィルム状の透明プラステックシート１，５で液晶層
３を挟持して全体としてシートパネル形状を呈し、この
シートパネル形状の液晶表示パネルを面方向に曲げて
も、液晶層３が固体状であることから、液晶層３の厚み
（すなわち、下基板１と上基板５の間隔）ｇは変わるこ
とがない。

【００２１】図２と図３は本発明の液晶表示パネル形成
方法の一例の説明図であって、図２に示したように、表
面に下電極２を被着した下基板１の上に、高分子分散形
液晶材料３０を塗布し、乾燥固化する。このとき、高分
子分散形液晶材料３０の塗布膜厚を表示領域にわたって
均一することが重要である。高分子分散形液晶材料３０
を塗布して乾燥後の膜厚ｔが、液晶パネルのキーパラメ
ータとなる基板間ギャップｇを決める。

【００２２】次に、図３に示したように、上記乾燥塗布
膜３０で形成された液晶層３の上に前記下基板１と同様
に上電極４を被着した上基板５をラミネートする。この
上基板５のラミネートは、ローラ１１を所定のローラ圧
で上基板５に押圧することで上基板５を敷設する。この
上基板ラミネート処理により、高分子分散形液晶パネル
が作成される。

【００２３】図２に示した高分子分散形液晶材料の塗布
膜３０は、その塗布時は液体状であるが、乾燥後は、固
化して、フレキシブルな固体状薄膜層となる。その乾燥
後の膜厚ｔは、通常５〜１５μｍの範囲内に設定した所
定値になるように、塗布時の膜厚が制御される。塗布乾
燥後の高分子分散形液晶材料の塗布膜３０はフレキシブ
ルな固体状薄膜で、かつその膜厚ｔが一様な値となるよ
うに塗布されるため、上基板５と下基板１が、従来の液
晶表示素子のようなリジッドなガラス板等で形成する必
要性がなく、フレキシブルなフィルム状のプラスチック
シートで形成することができ、上下基板がフィルム状の
プラスチックシートであっても、基板間の間隔ｇは、固
体状の液晶層３で一定に保持固定される。

【００２４】このため、該液晶素子全体が、シート状で
フレキシブルな構造となり、液晶表示パネルとしての全
体構造が簡単に曲がる構造となって、その曲げによって
も上下基板間のギャップｇは、液晶層３によって常に一
定に保持される。これによって、図７に示した前記従来
の液体状の液晶を用いた液晶表示パネル、あるいは図８
に示した従来の高分子分散形液晶とリジッドな基板を用
いた液晶表示パネルにおける問題が解消されるものであ
る。

【００２５】また、上基板５，下基板１および液晶層３
からなる本実施例の液晶表示パネル全体がプラスチック
状シートであるため、外部からの衝撃力で割れたりして
壊れることもなく、更にまた、液晶層の厚みが表示領域
全体にわたって一様であるため、大きな面積パネルも容
易に作ることができる。すなわち、パネル面積を大きく
しても、基板間のギャップｇは、固体状の液晶層でみ密
着固定されているために、変わることがなく安定に固定
されているためである。

【００２６】図４は本発明によるフレキシブルなシート
状の液晶表示パネルを、曲面状の表面をもつ物体に実装
した具体例を説明する斜視図である。同図において、１
０は本発明による液晶表示パネル、１３は曲面状の表面
１２をもつ物体で、同図は物体１３の円筒状表面１２に
液晶表示パネル１０を実装した例である。

【００２７】図示したように、本発明による液晶表示パ
ネル１０はそれ自体が比較的自由に曲面化できるフレキ
シブルなシート状液晶パネルであるために、物体１３の
曲面形状の表面１２に直接液晶表示パネルを接着等の手
段で実装できる。表示部を物体の表面から突出させない
ためには、当該物体の表示部分に窓などを開口させ、さ
らにその内部に液晶表示素子の収容固定構造を設ける等
の面倒な付帯構造を設ける必要があるが、本実施例によ
れば、このような付帯構造を特別に設ける必要がなく、
物体の表面と略々同一面に液晶表示パネルによる表示部
を設置することができる。

【００２８】このように、本発明による液晶表示パネル
は物体の面形状に合わせて自由にその形状を変形できる
ものであるため、上記円筒状表面に限らず、球面や凹凸
面など、各種の形状をもつ対称物の表面に特別の補助部
品を用いることなく容易に実装可能である。図５は本発
明によるフレキシブルなシート状の液晶表示パネルを曲
面状の表面をもつ他の物体に実装した具体例を説明する
斜視図であって、（ａ）は例えば金融機関に設置される
ＡＴＭ等の入力手段に適用した例を、（ｂ）は電話機の
ダイヤル入力手段に適用した例である。

【００２９】同図（ａ）（ｂ）において、１５はタッチ
パネル、１６は高分子分散形液晶表示パネル、１７は操
作するユーザの指先であり、タッチパネル１５を液晶表
示パネル１６に重ねて入力手段としている。上記（ａ）
の構成によれば、従来のガイド情報表示用としているＣ
ＲＴに替えて本発明による高分子分散形液晶表示パネル
１６を用いることで、極めて薄型の力手段を構成でき、
また（ｂ）の構成によれば、平面以外の面に押しボタン
などの機械手段を要することなく、かつ小電力のダイヤ
ル入力手段を得ることが可能となる。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、平
面形状に限らず、自由な曲面形状でパターン表示が可能
で、曲面をもつ対称物にも実装が容易で、かつ大面積の
表示パネルを構成できる液晶表示パネルを提供すること
ができ、円柱状や球状あるいはそのたの凹凸表面をもっ
た物体の表面に沿わせて液晶表示パネルを張り付けて実
装可能である。

【００３１】さらに、本発明によるシート状のフレキシ
ブルな液晶パネルは、透明なタッチパネルシートと重ね
合わせて組み合せることにより、各種情報処理装置の入
出力手段の薄型化を達成できる等、前記従来技術の問題
点を解決した優れた機能の液晶表示パネルを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による液晶パネルの構成例を説明する断
面図である。

【図２】本発明の液晶表示パネル形成方法の一例の部分
説明図である。

【図３】本発明の液晶表示パネル形成方法の一例の部分
説明図である。

【図４】本発明によるフレキシブルなシート状の液晶表
示パネルを、曲面状の表面をもつ物体に実装した具体例
を説明する斜視図である。

【図５】本発明によるフレキシブルなシート状の液晶表
示パネルを曲面状の表面をもつ他の物体に実装した他の
具体例を説明する斜視図である。

【図６】従来技術による液晶表示パネルの概略を示す斜
視図である。

【図７】従来技術による一般的な反射形液晶表示装置の
構造例を説明するための図６のＡ−Ａ線で切断した断面
図である。

【図８】従来技術による高分子分散形反射形液晶表示装
置の構造例を説明するための図６のＡ−Ａ線で切断した
断面図である。

【図９】円筒状表面をもつ物体への従来の液晶表示パネ
ルの実装状態を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 下基板 ２ 下電極 ３ 高分子分散形液晶表示パネル ３１ 高分子バインダー ３２ 液晶小滴 ４ 上電極 ５ 上基板 ６ 反射板 １０ 液晶表示パネル １１ ローラ １２ 物体の表面 １３ 物体 １５ タッチパネル １６ 高分子分散形液晶表示パネル １７ ユーザの指先

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 磯田 高志 千葉県茂原市早野3681番地 日立デバイス エンジニアリング株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶層を透明基板で挟持してなる液晶表
   示パネルにおいて、 前記液晶層を高分子分散形固体状液晶で構成すると共
   に、 前記透明基板をフレキシブルなフィルム状の透明基板と
   したことを特徴とする液晶表示パネル。
2. 【請求項２】 液晶層を高分子分散形固体状液晶で構成
   すると共に、前記高分子分散形固体状液晶層をフレキシ
   ブルなフィルム状透明基板で挟持してなり、曲面状を有
   する物体の表面形状に沿って前記フィルム状透明基板の
   一方を前記物体表面に装着したことを特徴とする液晶表
   示パネル。
3. 【請求項３】 液晶層を高分子分散形固体状液晶で構成
   すると共に、前記高分子分散形固体状液晶層をフレキシ
   ブルなフィルム状透明基板で挟持してなり、前記フィル
   ム状透明基板の一方を透明なタッチパネルシートと重ね
   合わせて組み合わせ情報入出力装置としたことを特徴と
   する液晶表示パネル。